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USB 3.0 は実際どれくらい速いのでしょうか?

Macユーザーとして、私はストレージとしてUSBを使うことにあまり賛成ではありませんでした。キーボードやマウスは確かにそうですが。しかし、USB接続のハードディスクは、AppleのFireWire、FireWire 800、そして(最近では)Thunderboltインターフェースを使ったものに比べて、どうしても速度が遅くなってしまいます。それに、MacでUSBドライブから起動するのは、長い間禁忌でした。

しかし、時代は変わりました。USB 3.0はほぼすべてのMac(Mac Proの場合はPCIカード経由で追加可能)で利用できるようになり、ブートも可能になりました(2005年後半から対応していますが、もう言い訳できません。恨みは捨てきれません)。パフォーマンスも向上し、価格も比較的手頃になったため、私の偏見は急速に薄れつつあります。(USB 3.0認定を受けた最初のコンシューマー向けデバイスは2010年のコンシューマー・エレクトロニクス・ショーで発表されましたが、MacにUSB 3.0ポートが搭載されるようになったのは、2012年6月に新しいMacBook AirとMacBook Proが発売されたときです。)

USB-IF

USB 3.0(SuperSpeed USBとも呼ばれます)の最大帯域幅は5Gbps(ギガビット/秒)です。これは640MBps(メガバイト/秒)に相当し、USB 2.0(Hi-Speed USBとも呼ばれます)の10倍の速度です。

比較すると、IntelのThunderboltテクノロジーは、双方向チャネルごとに理論上最大10Gbpsのデータ転送速度を実現します。理論上はUSB 3.0の2倍の速度ですが、Thunderboltは実際にはどれほど高速なのでしょうか?また、現在Thunderboltにはかなり高額な料金(同じ容量のドライブで100ドル以上追加で支払う場合が多い)を支払う必要があり、USB 3.0ポートはUSB 2.0デバイスとの下位互換性も確保されています。

USB 3.0 が期待通りの性能を発揮するのか、そして Thunderbolt が実際により高速な代替手段なのかを検証したかったのです。そこで、様々なインターフェースを持つ回転式ドライブとソリッドステートドライブ(SSD)を用いて、コンピューターに直接接続した場合と USB 3.0 ハブ経由で接続した場合の両方で、数多くのテストを実施しました。テストの成功率を高めるため、USB 3.0 ドライブを、2.7GHz クアッドコア Intel Core i7 プロセッサ、8GB RAM、高速内蔵 SSD ドライブを搭載した 2012 年製 15 インチ MacBook Pro に接続しました。また、比較のために USB 2.0 と FireWire 800 の速度もテストしました。

ハードドライブテスト

最初のテストでは、バスパワー駆動の2.5インチ、Hitachi製750GB、7200rpmハードドライブを使用し、USB 2.0およびUSB 3.0経由でMacBook Proに直接接続して一連のテストを実施しました。次に、同じテストを再度実施しましたが、USBドライブを2つのハブにそれぞれ接続しました。(テストには、StarTechの61ドルのUSB 3.0/USB 2.0コンボハブ(2A充電ポート付き、USB 3.0ポート2つ、USB 2.0ポート4つ、そしてデバイス充電用の7つ目のUSBポート付き)と、Belkinの50ドルのSuperSpeed USB 3.0 4ポートハブを使用しました。)次に、ドライブをFireWire 800とThunderbolt経由で、それぞれ異なる筐体に接続してテストを実施しました。

テストでは、10GBのファイルを外付けドライブにコピーする(つまり、ファイルの書き込み)時間と、そのファイルを内蔵ドライブにコピーし直す(ファイルの読み取り)時間を計測しました。さらに、10GB相当の小さなファイルとフォルダでも同様のテストを行いました。最後に、Aja Video SystemsのAja System Testを実行しました。これは、システムの速度と、様々なビデオ編集環境におけるパフォーマンスを測定できる無料ベンチマークです。2GBファイル設定、1920 x 1080、10ビット、RGBフレームサイズを使用しました。

IDG

USB 3.0テストはほぼ安定していました。どのテストを実行しても、ドライブの接続方法に関係なく、USB 3.0の結果はすべて112MBpsから115MBpsの範囲でした。Aja System Testの書き込みスコアは、HitachiドライブをMacBook ProのUSB 3.0ポートに直接接続した場合、やや遅くなり、107.2MBpsでした。Belkinハブ経由の場合は106.1MBps、StarTechハブ接続の場合は102.5MBpsでした。

(USB 3.0 ドライブをハブに接続し、USB 2.0 キーボードとマウスをハブに接続した状態で再度テストを実行し、パフォーマンスに影響があるかどうかを確認しました。USB 2.0 周辺機器を接続した場合のパフォーマンスの違いは見られなかったため、結果はグラフに含めませんでした。)

USB 2.0の結果も非常に安定しており、6回のテストすべてで最高41MBpsを記録しました。興味深いことに、フォルダ内のファイルへの書き込み速度はハブを使用した場合の方が速く、直接接続時の35.1MBpsからハブ経由の約41MBpsに向上しました。

アジャ
Aja システム テスト アプリケーション。

FireWire 800は、書き込みテストにおいてUSB 3.0の約半分の速度で、55MBpsから60MBpsのスコアを記録しました。読み取りスコアはUSB 3.0より速かったものの、72.3MBpsと74.5MBpsと、USB 3.0よりもかなり遅い結果となりました。

Thunderbolt は USB 3.0 の結果とほぼ同じスコアを記録し、7200 rpm ドライブが高速転送のボトルネックとして機能していることが示されました。

SSDテスト

回転式ハードドライブのボトルネックを解消するため、外付けドライブとしてOWC Mercury Extreme Pro 6G SSDを使用し、同じテストを実行しました。USB 2.0の結果は、ハブの有無にかかわらず、すべてのテストで40MBpsという同じスコアを示しました。この場合、ボトルネックはUSB 2.0でした。

一方、USB 3.0の速度は、SSDの高速パフォーマンスの恩恵を明らかに受けました。10GBのファイルを書き込む際、USB 3.0接続は200MBps近くに達しました。Aja System Testの書き込みテストでも同様の結果が得られました。Aja System Testとファイル読み取りテストの結果はやや遅く、167MBpsでした。一方、10GBの小さなファイルを含むフォルダの読み取りには約160MBpsかかりました。USB 3.0とSSDの最も遅いスコアは、多数の小さなファイルを含むフォルダの書き込みで、144.7MBpsでした。

IDG

FireWire 800の結果は、10GBフォルダ書き込みテストを除き、ハードドライブテストとほぼ同等でした。62.8 MBpsで、回転式ドライブよりも7.7 MBps高速でした。USB 2.0よりははるかに高速でしたが、FireWire 800の少なくとも2倍の速度を誇るUSB 3.0には追いつくことができませんでした。また、10GBファイルとAja書き込みテストでは、USB 3.0はFireWire 800の3倍の速度でした。

これらのSSDテストでは、Thunderboltはハードドライブよりもはるかに高速で、6つのタスクすべてでUSB 3.0よりも高速でした(ただし、程度の差はあります)。10GBのファイルフォルダへの書き込みではUSB 3.0より35%高速、それらのファイルの読み取りでは17%高速、10GBの大容量ファイルの読み取りでは14%高速、そのファイルの書き込みではわずか6%高速でした。しかし、Aja System Testではさらに多くの違いが見られました。Thunderbolt接続ドライブの書き込みスコアは355MBps、読み取りスコアは370MBpsでした。一方、Aja System Testを使用したUSB 3.0の書き込みスコアは193.2MBps、読み取りスコアは167.6MBpsでした。

これらすべては一体何を意味するのでしょうか?

実使用においてUSB 2.0からUSB 3.0への転送速度が10倍に向上するわけではありませんが、USB 3.0は高速です。回転式ハードドライブを使用する場合はUSB 2.0の約3倍、SSDを使用する場合は3~5倍の速度です。ハブを使用しても、他の(より低速な)周辺機器を接続した場合でも速度に影響はありません。USB 3.0はFireWire 800よりも高速で、Thunderboltに匹敵する速度です。また、タスクや使用するドライブによっては、Intelの高速接続に匹敵する速度を実現できます。しかし、ドライブ速度のボトルネック(SSDの使用など)を解消すれば、ThunderboltはUSB 3.0を簡単に凌駕できます。